多線程與異步的區別

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    隨着擁有多個硬線程CPU（超線程、雙核）的普及，多線程和異步操做等併發程序設計方法也受到了更多的關注和討論。本文主要是想與園中各位高手一同探討一下如何使用併發來最大化程序的性能。

　　多線程和異步操做的異同

　　多線程和異步操做二者均可以達到避免調用線程阻塞的目的，從而提升軟件的可響應性。甚至有些時候咱們就認爲多線程和異步操做是等同的概念。可是，多線程和異步操做仍是有一些區別的。而這些區別形成了使用多線程和異步操做的時機的區別。

　　異步操做的本質

　　全部的程序最終都會由計算機硬件來執行，因此爲了更好的理解異步操做的本質，咱們有必要了解一下它的硬件基礎。 熟悉電腦硬件的朋友確定對DMA這個詞不陌生，硬盤、光驅的技術規格中都有明確DMA的模式指標，其實網卡、聲卡、顯卡也是有DMA功能的。DMA就是直接內存訪問的意思，也就是說，擁有DMA功能的硬件在和內存進行數據交換的時候能夠不消耗CPU資源。只要CPU在發起數據傳輸時發送一個指令，硬件就開始本身和內存交換數據，在傳輸完成以後硬件會觸發一箇中斷來通知操做完成。這些無須消耗CPU時間的I/O操做正是異步操做的硬件基礎。因此即便在DOS這樣的單進程（並且無線程概念）系統中也一樣能夠發起異步的DMA操做。

　　線程的本質
　　線程不是一個計算機硬件的功能，而是操做系統提供的一種邏輯功能，線程本質上是進程中一段併發運行的代碼，因此線程須要操做系統投入CPU資源來運行和調度。

　　異步操做的優缺點

　　由於異步操做無須額外的線程負擔，而且使用回調的方式進行處理，在設計良好的狀況下，處理函數能夠沒必要使用共享變量（即便沒法徹底不用，最起碼能夠減小共享變量的數量），減小了死鎖的可能。固然異步操做也並不是完美無暇。編寫異步操做的複雜程度較高，程序主要使用回調方式進行處理，與普通人的思惟方式有些初入，並且難以調試。

　　多線程的優缺點
　　多線程的優勢很明顯，線程中的處理程序依然是順序執行，符合普通人的思惟習慣，因此編程簡單。可是多線程的缺點也一樣明顯，線程的使用（濫用）會給系統帶來上下文切換的額外負擔。而且線程間的共享變量可能形成死鎖的出現。

　　適用範圍

　　在瞭解了線程與異步操做各自的優缺點以後，咱們能夠來探討一下線程和異步的合理用途。我認爲：當須要執行I/O操做時，使用異步操做比使用線程+同步I/O操做更合適。I/O操做不只包括了直接的文件、網絡的讀寫，還包括數據庫操做、Web Service、HttpRequest以及.Net Remoting等跨進程的調用。 　　而線程的適用範圍則是那種須要長時間CPU運算的場合，例如耗時較長的圖形處理和算法執行。可是每每因爲使用線程編程的簡單和符合習慣，因此不少朋友每每會使用線程來執行耗時較長的I/O操做。這樣在只有少數幾個併發操做的時候還無傷大雅，若是須要處理大量的併發操做時就不合適了